基于振—声联合分析的高压断路器机械故障诊断研究

• 作 者: 李建鹏
• 发表日期: 2012年期
• 关键词: 振动 多级分段能量熵 声波 双谱 振-声联合 主元分析

高压断路器是电力系统中关键的控制和保护设备之一,对其进行在线监测与故障诊断具有重要现实意义。在高压断路器的所有故障中,机械故障占有相当大的比重。针对现有的高压断路器机械故障诊断方法存在的不足,确定了一种断路器机械故障诊断方案,从振动信号诊断、声波信号诊断、振动和声波联合诊断等几个方面进行了深入的研究。首先,在分析高压断路器的基本结构和常见机械故障基础上,提出基于振-声联合分析的断路器机械故障诊断总体方案,并选择了合适的振动传感器和声波传感器；其次,根据高压断路器动作过程中振动信号的特性,提出了基于经验模态分解的多级分段能量熵特征提取方法,并利用支持向量机对断路器典型机械故障进行了识别；然后,利用双谱和希尔伯特-黄变换分析了高压断路器动作过程中声波信号和环境噪声的分布特点,得到了诊断断路器机械故障的特征声波信号频率范围,利用聚类分析计算出的能量熵中心值,确定了断路器的机械故障类型；最后,通过同步的振动信号和声波信号的对比,初步排除了特定的外界声波信号干扰,基于主元分析方法对振-声联合特征向量进行了降维处理,实验结果表明,振-声联合分析有效提高了诊断高压断路器机械故障的正确性和实用性。